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现代系统的应用讲求更高性能/效率以及更准确的测量与侦测。各种系统都需要“持续的精确”，所以，除了系统设计完成启用时需要高精确度外，随着使用时间的延续以及作业温度的改变，仍然必须持续提供高精确度才能符合需求。
运算放大器 (Op Amps) 在现代应用中的主要特性
精确性是各种直流电和交流电参数 (例如低噪声、低偏置电压、低输入偏压电流以及其他依不同参数而产生的相关应用) 的总和效应，美国国家半导体为了因应广泛的精确性应用，将各种不同的需求进行优化的处理，许多运算放大器皆经过3种作业温度测试，以确保产品在规格的范围内能提供一致性的最佳效能表现。
车用精确型运算放大器
在汽车应用的范畴中，包括撞击侦测、自动消除噪声和马达控制，例如柴油喷射需要低偏置电压、低输入偏压电流以及高电压供应范围内的低偏置漂移电压。美国国家半导体现在已经提供越来越多与AEC-Q100兼容的装置。美国国家半导体同时也提供仅具电流感应的运算放大器，并已通过在高温下所进行的效能测试。
工业用精确型运算放大器
大多数的工业应用包括感应与侦测、磅秤、压力监控以及马达控制，这些应用都需要有可调整的增益与低增益误差。稳定度、效率且低耗电量是工业应用的重要关键因素。
消费型/便携式产品精确型运算放大器
消费型电子商品，像是笔记本电脑、蓝芽耳机和便携式媒体播放器等物品，要求的是低功耗。 EMI-强化放大器除了可以维持精确运作，同时也抵抗来自手机和其他无线通信装置的干扰。
医疗用精确型运算放大器
对于血压监控、洗肾机和便携式医疗器材等医疗应用而言，低噪声、低偏置电压、高共模抑制比以及轨对轨的输入与输出都是必要的需求。
仪器用精确型运算放大器
仪器应用，像是数据撷取、数字储存示波器和光谱分析仪需要的是低偏移电压、高共模抑制比和高电源抑制比，以及高扭转率。美国国家半导体为合乎仪器标准的测量应用提供包括静电计放大器、转换阻抗式电路放大器、截波放大器和自动归零放大器。
新兴技术与趋势发展
运算放大器使用突破性的噪声微调技术，乃是利用连续校正电路来自动将输入偏置误差电压归零。如此一来，这将使得运算放大器即使在时间和温度的变化下依然拥有不受干扰的准确性，同时具备高共模抑制比 (CMRR) 和高电源抑制比 (PSRR)。举例而言，用较大的增益放大小振幅输入信号，运算放大器的输入电压噪声会从典型的15 nV/sqrt Hz (以100V/V增益进行测量)值开始减少而以1000V/V增益所测得的结果小至11 nV/sqrt 。此外，这些运算放大器在低频率应用中去除了不受欢迎的1/f电压误差部件。
以下实例为信号条件压力传感器的典型解决方案。
压力传感器、压力换能器和压力传输器是气压与液压的测量工具。信号条件解决方案普遍应用在监控与控制的应用中，负责监管和控制应用中口径压力、绝对压力、差压力和真空压力，这些压力通常是压力、流、层、高度和气压系统的一部分。
美国国家半导体的信号条件解决方案可以搭配多种各式压力传感器技术一起应用，包括硅质压阻式或微机电系统(MEMS) 、应变规、沉淀式应变规机械偏向或震动部件。
供电电压中的变化无法从接受测量的强度 (在电压里) 中分离开来。许多桥式传感器全功率输出大约为10mV或更低，所以具有可以经历温度和时间变化但却依然稳定的运算放大器缓冲就更形重要。分离式仪器用放大器通常被用来满足桥式传感器独特的增益设定。许多桥式传感器中使用的模拟数字转换器，皆能提供1.8V、3V、2.5V或其他伏特数的参考电压。因此，无需固定仪器用放大器的增益设定。
图1所示的放大器为一精确仪器用放大器，可以提供宽广的温度范围与信号范围，精确地按比例放大信号。
运算放大器领域的市场趋势
美国国家半导体润维的精确定义如下。
● 正式定义：精确放大器被定义为具有低于1mV OT之最大偏置电压的产品。
● 实际定义： 精确放大器被定义为具有低于0.5mV OT﹑目标为<0.2mV OT 之最大偏置电压的产品。
● 对于尝试重新建立具有高阶精确性的信号-尤其是小型信号-而言，低偏置电压是非常重要的。
● 除了低Vos以外，精确的定义还包括了：高共模抑制比 (>110dB)﹑低偏压电流 (<1pA)﹑高开放回路增益(>110dB)﹑低1/f 噪声﹑低漂移 (TCVos)等等。
以美国国家半导体LMP2021/LMP2022的应用为例，本装置的关键目标在于以5MHz GBW，实现低频、低Vos和低TCVos的低噪声。高增益应用中，带宽为高效率带宽。高效率带宽转化出较小的信号振幅误差。表1所示为有效带宽与相关振幅准确度需求的关系 。
高带宽之目的在于增加较高增益应用中可用带宽。很多精确应用都需要大于1的增益。在许多实际应用中，传感器输出信号在毫伏 (mV) 的10s内，并需要有效的放大以支持模拟数字转换器(ADC)。随着增益设定的增加，可用带宽降低了满足增益带宽产品的频率值。藉由提供较宽广范围的5MHz增益带宽，使LMP2021可以在较高的封闭回路增益中达到更好的准确度，并取得更佳的位分辨率。
持续性的精确度
各类型的应用都持续要求更精确的测量与侦测。这样的需求并不仅是在产品刚刚推出时必须具备高精确性，也要求在经历长时间与作业温度变化后依旧精确。现代化系统对于效能/效益的需求明确地驱动着这项要求。而随着技术不断地进步，可接受的误差范围将越来越小。然而，校准并非简单的事，需要以昂贵的成本和时间为代价。
美国国家半导体为感测和侦测系统定义各种不同精确度的等级。表3说明了从第1级到第4级的范围。
第2和第4级产品可以不断地修正特定误差，并将针对使用寿命漂移进行自我调校。第2级产品可以不断修正电气用品内部的误差，但不补偿发生在传感器内部的漂移。第4 级产品可以提供传感器内部误差的补偿，因为对整体系统而言，传感器属于系统中整合的部件。
动态偏置和增益校准需要强制传感器输入信号归零以到一个或多个参考等级的能力。但这只有在某些应用中才可能发生，所以要建立第4 级系统是件非常困难的工作。
选择最合适放大器的标准
放大器技术的选择与系统的应用以及特定参数息息相关，这些特定参数包括运算放大器输入级的电压范围、应用能够接受的最大输入偏压电流值、应用信号频率范围、超过温度的可接受补偿漂移范围以及超过时间的漂移等。图1所示为桥式传感器界面。在该应用中，必须具备低漂移和电压噪声运算放大器，以支持精确的信号放大。
另一项关键性参数是应用可接受的最大输入偏压电流值。使用LMP2021的优势在于可以提供低偏压电流的CMOS输入。可以利用LMP2021来实现传感器中具有高串联电阻的传感器应用，而无需让传感器负载。举例而言，如传感器阻抗(10MOhm)上因偏压电流 (3pA) 而引起的电压降将为30μV。
电磁干扰是精确应用中一个日益严重的问题。举例来说，如果在磅秤中注入一个潜在的调频信号，产生的输出偏移可能高达1V，这会在未经过滤的情况下缩小模拟数字转换器(ADC) 的有效位数(ENOB)。
再者，也有可能仅靠单一供应而将模拟数字转换器 (ADC) 的动态范围扩展到最大。基于成本的考虑，很多系统都仅接受单一供应来运作。美国国家半导体的精确负偏压产生器－LM7705，可以与放大器连接，因应轨对轨输出效能而供应负轨真实的零伏特摆幅。根据以往经验会出现扭曲输出。LM7705会产生-0.230V的输出电压。就运算放大器而言，可藉由将LM7705输出接地或接往运算放大器的 -V供应针脚，来完成零伏输出。现在LMP2021/22在5V系统上的输出将能转向地线且最高达4.917V。
不论是单组装的LMP2021或是双组装的LMP2022 ，两者皆为具备零漂移、低噪声、电磁干扰强化特性的运算放大器，且每摄氏一度的输入偏移电压漂移 (TCVos) 仅有0.004μV，具有典型0.4μV的 Vos。两种装置都可以在2.2V～5.5V供应电压范围内运作，并提供5MHz的增益带宽(GBW)，同时每个通道仅需消耗1.1mA的电流。LMP2021/22 运算放大器提供160dB的开放回路增益 (AVOL)，不但共模抑制比效能超过139dB， 电源抑制比效能也超过130dB。 两种装置都可在介于-40℃～125℃之间的极限温度环境下运作。
运算放大器 (Op Amps) 在现代应用中的主要特性
精确性是各种直流电和交流电参数 (例如低噪声、低偏置电压、低输入偏压电流以及其他依不同参数而产生的相关应用) 的总和效应，美国国家半导体为了因应广泛的精确性应用，将各种不同的需求进行优化的处理，许多运算放大器皆经过3种作业温度测试，以确保产品在规格的范围内能提供一致性的最佳效能表现。
车用精确型运算放大器
在汽车应用的范畴中，包括撞击侦测、自动消除噪声和马达控制，例如柴油喷射需要低偏置电压、低输入偏压电流以及高电压供应范围内的低偏置漂移电压。美国国家半导体现在已经提供越来越多与AEC-Q100兼容的装置。美国国家半导体同时也提供仅具电流感应的运算放大器，并已通过在高温下所进行的效能测试。
工业用精确型运算放大器
大多数的工业应用包括感应与侦测、磅秤、压力监控以及马达控制，这些应用都需要有可调整的增益与低增益误差。稳定度、效率且低耗电量是工业应用的重要关键因素。
消费型/便携式产品精确型运算放大器
消费型电子商品，像是笔记本电脑、蓝芽耳机和便携式媒体播放器等物品，要求的是低功耗。 EMI-强化放大器除了可以维持精确运作，同时也抵抗来自手机和其他无线通信装置的干扰。
医疗用精确型运算放大器
对于血压监控、洗肾机和便携式医疗器材等医疗应用而言，低噪声、低偏置电压、高共模抑制比以及轨对轨的输入与输出都是必要的需求。
仪器用精确型运算放大器
仪器应用，像是数据撷取、数字储存示波器和光谱分析仪需要的是低偏移电压、高共模抑制比和高电源抑制比，以及高扭转率。美国国家半导体为合乎仪器标准的测量应用提供包括静电计放大器、转换阻抗式电路放大器、截波放大器和自动归零放大器。
新兴技术与趋势发展
运算放大器使用突破性的噪声微调技术，乃是利用连续校正电路来自动将输入偏置误差电压归零。如此一来，这将使得运算放大器即使在时间和温度的变化下依然拥有不受干扰的准确性，同时具备高共模抑制比 (CMRR) 和高电源抑制比 (PSRR)。举例而言，用较大的增益放大小振幅输入信号，运算放大器的输入电压噪声会从典型的15 nV/sqrt Hz (以100V/V增益进行测量)值开始减少而以1000V/V增益所测得的结果小至11 nV/sqrt 。此外，这些运算放大器在低频率应用中去除了不受欢迎的1/f电压误差部件。
以下实例为信号条件压力传感器的典型解决方案。
压力传感器、压力换能器和压力传输器是气压与液压的测量工具。信号条件解决方案普遍应用在监控与控制的应用中，负责监管和控制应用中口径压力、绝对压力、差压力和真空压力，这些压力通常是压力、流、层、高度和气压系统的一部分。
美国国家半导体的信号条件解决方案可以搭配多种各式压力传感器技术一起应用，包括硅质压阻式或微机电系统(MEMS) 、应变规、沉淀式应变规机械偏向或震动部件。
供电电压中的变化无法从接受测量的强度 (在电压里) 中分离开来。许多桥式传感器全功率输出大约为10mV或更低，所以具有可以经历温度和时间变化但却依然稳定的运算放大器缓冲就更形重要。分离式仪器用放大器通常被用来满足桥式传感器独特的增益设定。许多桥式传感器中使用的模拟数字转换器，皆能提供1.8V、3V、2.5V或其他伏特数的参考电压。因此，无需固定仪器用放大器的增益设定。
图1所示的放大器为一精确仪器用放大器，可以提供宽广的温度范围与信号范围，精确地按比例放大信号。
运算放大器领域的市场趋势
美国国家半导体润维的精确定义如下。
● 正式定义：精确放大器被定义为具有低于1mV OT之最大偏置电压的产品。
● 实际定义： 精确放大器被定义为具有低于0.5mV OT﹑目标为<0.2mV OT 之最大偏置电压的产品。
● 对于尝试重新建立具有高阶精确性的信号-尤其是小型信号-而言，低偏置电压是非常重要的。
● 除了低Vos以外，精确的定义还包括了：高共模抑制比 (>110dB)﹑低偏压电流 (<1pA)﹑高开放回路增益(>110dB)﹑低1/f 噪声﹑低漂移 (TCVos)等等。
以美国国家半导体LMP2021/LMP2022的应用为例，本装置的关键目标在于以5MHz GBW，实现低频、低Vos和低TCVos的低噪声。高增益应用中，带宽为高效率带宽。高效率带宽转化出较小的信号振幅误差。表1所示为有效带宽与相关振幅准确度需求的关系 。
高带宽之目的在于增加较高增益应用中可用带宽。很多精确应用都需要大于1的增益。在许多实际应用中，传感器输出信号在毫伏 (mV) 的10s内，并需要有效的放大以支持模拟数字转换器(ADC)。随着增益设定的增加，可用带宽降低了满足增益带宽产品的频率值。藉由提供较宽广范围的5MHz增益带宽，使LMP2021可以在较高的封闭回路增益中达到更好的准确度，并取得更佳的位分辨率。
持续性的精确度
各类型的应用都持续要求更精确的测量与侦测。这样的需求并不仅是在产品刚刚推出时必须具备高精确性，也要求在经历长时间与作业温度变化后依旧精确。现代化系统对于效能/效益的需求明确地驱动着这项要求。而随着技术不断地进步，可接受的误差范围将越来越小。然而，校准并非简单的事，需要以昂贵的成本和时间为代价。
美国国家半导体为感测和侦测系统定义各种不同精确度的等级。表3说明了从第1级到第4级的范围。
第2和第4级产品可以不断地修正特定误差，并将针对使用寿命漂移进行自我调校。第2级产品可以不断修正电气用品内部的误差，但不补偿发生在传感器内部的漂移。第4 级产品可以提供传感器内部误差的补偿，因为对整体系统而言，传感器属于系统中整合的部件。
动态偏置和增益校准需要强制传感器输入信号归零以到一个或多个参考等级的能力。但这只有在某些应用中才可能发生，所以要建立第4 级系统是件非常困难的工作。
选择最合适放大器的标准
放大器技术的选择与系统的应用以及特定参数息息相关，这些特定参数包括运算放大器输入级的电压范围、应用能够接受的最大输入偏压电流值、应用信号频率范围、超过温度的可接受补偿漂移范围以及超过时间的漂移等。图1所示为桥式传感器界面。在该应用中，必须具备低漂移和电压噪声运算放大器，以支持精确的信号放大。
另一项关键性参数是应用可接受的最大输入偏压电流值。使用LMP2021的优势在于可以提供低偏压电流的CMOS输入。可以利用LMP2021来实现传感器中具有高串联电阻的传感器应用，而无需让传感器负载。举例而言，如传感器阻抗(10MOhm)上因偏压电流 (3pA) 而引起的电压降将为30μV。
电磁干扰是精确应用中一个日益严重的问题。举例来说，如果在磅秤中注入一个潜在的调频信号，产生的输出偏移可能高达1V，这会在未经过滤的情况下缩小模拟数字转换器(ADC) 的有效位数(ENOB)。
再者，也有可能仅靠单一供应而将模拟数字转换器 (ADC) 的动态范围扩展到最大。基于成本的考虑，很多系统都仅接受单一供应来运作。美国国家半导体的精确负偏压产生器－LM7705，可以与放大器连接，因应轨对轨输出效能而供应负轨真实的零伏特摆幅。根据以往经验会出现扭曲输出。LM7705会产生-0.230V的输出电压。就运算放大器而言，可藉由将LM7705输出接地或接往运算放大器的 -V供应针脚，来完成零伏输出。现在LMP2021/22在5V系统上的输出将能转向地线且最高达4.917V。
不论是单组装的LMP2021或是双组装的LMP2022 ，两者皆为具备零漂移、低噪声、电磁干扰强化特性的运算放大器，且每摄氏一度的输入偏移电压漂移 (TCVos) 仅有0.004μV，具有典型0.4μV的 Vos。两种装置都可以在2.2V～5.5V供应电压范围内运作，并提供5MHz的增益带宽(GBW)，同时每个通道仅需消耗1.1mA的电流。LMP2021/22 运算放大器提供160dB的开放回路增益 (AVOL)，不但共模抑制比效能超过139dB， 电源抑制比效能也超过130dB。 两种装置都可在介于-40℃～125℃之间的极限温度环境下运作。
